JP2008157045A

JP2008157045A - 内燃機関の制御装置

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Publication number: JP2008157045A
Application number: JP2006343858A
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Inventors: Kenji Kato; 健治加藤
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Priority date: 2006-12-21
Filing date: 2006-12-21
Publication date: 2008-07-10
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Abstract

【課題】アルコール混合燃料を使用可能な内燃機関において、燃料のアルコール濃度が変化しても排気浄化触媒などの排気浄化手段の再生処理を適切に行うことが可能な内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】バンク２Ｌ、２Ｒ毎に設ける分岐部５Ｌ、５Ｒと共通部６と有し、共通部６に排気浄化触媒７が設けられた排気通路４と、各気筒３に燃料を供給する燃料供給装置１０と、排気浄化触媒７に対して再生処理を実行すべく左バンク２Ｌの各気筒３の空燃比を理論空燃比よりもリッチにするとともに右バンク２Ｒ各気筒３の空燃比を理論空燃比よりもリーンにするバンク制御が行われるように燃料供給装置１０を制御する内燃機関の制御装置において、内燃機関１はアルコールを含有するアルコール混合燃料を使用可能であるとともにアルコール濃度センサ１３を備え、燃料のアルコール濃度に基づいてバンク制御時に排気浄化触媒７に導かれる未燃燃料量を調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、アルコール混合燃料を使用可能であり、かつ再生式の排気浄化手段を備えた内燃機関の制御装置に関する。

燃料性状に基づいて排気浄化触媒における被毒物質の推定付着量を演算し、この演算した推定付着量が所定量以上になったときに空燃比のリッチ化、点火時期の遅角補正、及び排気還流の停止のうちの少なくとも一つを行って排気温度を強制的に上昇させる被毒解除処理を行う内燃機関の排気浄化装置が知られている（特許文献１参照）。また、内燃機関の一部の気筒の空燃比を理論空燃比より大きい値に制御するとともに残余の気筒の空燃比を理論空燃比より小さい値に制御して排気浄化触媒の温度変更を行う排気浄化触媒装置が知られている（特許文献２参照）。さらに、アルコールが混合された燃料を使用可能な内燃機関に適用され、燃料のアルコール濃度に基づいて燃料の重質度を検出し、この重質度及び燃料のアルコール濃度に基づいて内燃機関を制御する制御システムが知られている（特許文献３参照）。

特開２００３−２５４０５２号公報特開平８−１８９３８８号公報特開平５−１０６４９８号公報

エタノールなどのアルコールはガソリンなどの炭化水素燃料と比較して単位重量当たりの発熱量（以下、発熱量と略称する。）が低いので、アルコール混合燃料はアルコール濃度が高くなるほど発熱量が低下する。そのため、アルコール混合燃料を使用可能な内燃機関においては、内燃機関の一部の気筒の空燃比を理論空燃比より小さく、すなわち理論空燃比よりリッチ側に変化させて排気浄化触媒に未燃燃料を供給し、これにより排気浄化触媒などの排気浄化手段を昇温して再生処理を実行する場合、燃料のアルコール濃度によっては再生処理時における排気浄化手段の昇温が不十分になるおそれがある。上述した特許文献１〜３では、排気浄化手段の再生処理を行う際に燃料のアルコール濃度を考慮していないので、排気浄化手段の温度を再生処理時の目標温度に高めることができず、再生処理を適切に行うことができないおそれがある。

そこで、本発明は、アルコール混合燃料を使用可能な内燃機関において、燃料のアルコール濃度が変化しても排気浄化触媒などの排気浄化手段の再生処理を適切に行うことが可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

本発明の制御装置は、複数の気筒群と、気筒群毎に設けられる分岐部及びこれら複数の分岐部の合流箇所から下流に延びる共通部を有する排気通路と、前記共通部に設けられる再生式の排気浄化手段と、前記複数の気筒群の各気筒にそれぞれ燃料を供給する燃料供給手段と、前記排気浄化手段に対して再生処理を実行すべく前記複数の気筒群のうちの一の気筒群を構成する各気筒の空燃比を理論空燃比よりもリッチにするとともに前記複数の気筒群のうちの他の気筒群を構成する各気筒の空燃比を理論空燃比よりもリーンにするバンク制御が行われるように前記燃料供給手段を制御する制御手段と、を備えた内燃機関の制御装置において、前記内燃機関はアルコールを含有するアルコール混合燃料を使用可能であり、前記燃料供給手段から供給される燃料のアルコール濃度を取得するアルコール濃度取得手段を備え、前記制御手段は、前記アルコール濃度取得手段により取得されたアルコール濃度に基づいて前記バンク制御時に前記排気浄化手段に導かれる未燃燃料量が調整されるように前記燃料供給手段を制御することにより、上述した課題を解決する（請求項１）。

本発明の制御装置によれば、燃料のアルコール濃度に応じてバンク制御時に排気浄化手段に導かれる未燃燃料量を適切に調整できるので、排気浄化手段を再生処理時の目標温度まで昇温することができる。そのため、燃料のアルコール濃度が変化しても排気浄化手段の再生処理を適切に行うことができる。

本発明の制御装置の一形態において、前記制御手段は、前記アルコール濃度取得手段により取得されたアルコール濃度が高いほど前記バンク制御時に前記排気浄化手段に導かれる未燃燃料量が増加するように前記燃料供給手段を制御してもよい（請求項２）。上述したようにアルコール濃度が高いほどその燃料の発熱量は低下するので、このように未燃燃料量を調整することにより、排気浄化手段を再生処理時の目標温度まで昇温できる。

本発明の制御装置の一形態において、前記制御手段は、前記アルコール濃度取得手段により取得されたアルコール濃度に基づいて前記バンク制御時に前記一の気筒群の各気筒に供給される燃料量が補正されるように前記燃料供給手段を制御してもよい（請求項３）。このように空燃比を理論空燃比よりもリッチにする一の気筒群の各気筒に供給する燃料量を補正することにより、未燃燃料量を調整できる。

この形態において、前記制御手段は、前記アルコール濃度取得手段により取得されたアルコール濃度が高いほど前記バンク制御時に前記一の気筒群の各気筒に供給する燃料量が増加するように前記燃料供給手段を制御してもよい（請求項４）。アルコール濃度が高いほど排気浄化手段の昇温に必要な燃料量が増加するため、このように燃料量を補正することにより、排気浄化手段を再生処理時の目標温度まで適切に昇温できる。

本発明の制御装置の一形態において、前記制御手段は、前記アルコール濃度取得手段により取得されたアルコール濃度に基づいて前記バンク制御を行う制御実行時間が変更されるように前記燃料供給手段を制御してもよい（請求項５）。制御実行時間を長くするほどより多くの未燃燃料を排気浄化手段に供給できる。そのため、燃料のアルコール濃度に応じて制御実行時間を変更することにより、排気浄化手段の再生処理を適切に行うために必要な未燃燃料を排気浄化手段に供給することができる。

この形態において、前記制御手段は、前記アルコール濃度取得手段により取得されたアルコール濃度が高いほど前記制御実行時間が長くなるように前記燃料供給手段を制御してもよい（請求項６）。上述したようにアルコール濃度が高いほどその燃料の発熱量が低下するので、排気浄化手段の温度が目標温度まで届かず、被毒物質（硫黄）の脱離速度が低下する。そのため、このように制御実行時間を変更することにより、排気浄化手段の再生処理を確実に実行できる。

本発明の制御装置の一形態において、前記排気浄化手段は、理論空燃比を含む所定の空燃比範囲内において浄化性能を適切に発揮し、前記制御手段は、前記バンク制御時に前記一の気筒群の各気筒及び前記他の気筒群の各気筒への燃料供給量をそれぞれ調整して前記排気浄化手段より下流の排気の空燃比が理論空燃比になるように前記燃料供給手段を制御してもよい（請求項７）。この場合、バンク制御においても排気浄化手段によって排気を浄化することができる。

この形態においては、前記排気浄化手段より下流の排気の空燃比を取得する排気空燃比取得手段をさらに備え、前記制御手段は、前記バンク制御時に前記排気空燃比取得手段が取得した排気の空燃比と理論空燃比との差に基づいて前記バンク制御時に前記一の気筒群の各気筒及び前記他の気筒群の各気筒にそれぞれ供給すべき燃料量を修正する学習手段を備えていてもよい（請求項８）。この場合、燃料供給手段の経年変化などが発生してもバンク制御時に排気浄化手段より下流の排気の空燃比を理論空燃比に調整できる。

本発明の制御装置の一形態において、前記排気浄化手段は、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒であってもよい（請求項９）。吸蔵還元型ＮＯｘ触媒は、排気に含まれる硫黄（Ｓ）成分により被毒されるので、このＳ成分による被毒を回復させるべくＳ再生が周期的に行われる。このＳ再生は、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の温度をＳ再生時の目標温度に昇温するとともに吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の周囲の排気の空燃比を理論空燃比又は理論空燃比よりもリッチにすることにより行うので、本発明が好適に適用できる。

本発明の制御装置の一形態において、前記排気浄化手段は、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタ手段であってもよい（請求項１０）。また、前記フィルタ手段には、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒が担持されていてもよい（請求項１１）。フィルタ手段においては、フィルタ手段の温度を捕集した粒子状物質（ＰＭ）が酸化除去される温度に上昇して捕集性能を回復させるＰＭ再生が周期的に行われる。そのため、本発明が好適に適用できる。

なお、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒は、ＮＯｘを触媒にて保持できるものであればよく、吸収又は吸着いずれの態様でＮＯｘが保持されるかは吸蔵の用語によって制限されない。ＳＯｘの被毒についてもその態様を問わないものである。

本発明の制御装置の一形態において、前記排気浄化手段は、三元触媒であってもよい（請求項１２）。三元触媒においても排気に含まれるＰＭなどが付着して浄化性能が低下することがあるため、この浄化性能の低下を回復させるべく触媒を昇温することがある。そのため、本発明が好適に適用できる。

以上に説明したように、本発明の制御装置によれば、燃料のアルコール濃度に応じてバンク制御時に排気浄化手段に導かれる未燃燃料量を調整するので、排気浄化手段をその機能が回復する目標温度に適切に昇温できる。そのため、燃料のアルコール濃度が変化しても排気浄化触媒などの排気浄化手段の再生処理を適切に行うことができる。

図１は、本発明の一形態に係る制御装置が組み込まれた内燃機関を示している。内燃機関１は、自動車などの車両に走行用動力源として搭載され、エタノールなどのアルコールを含有するアルコール混合燃料にて運転することが可能である。図１に示したように内燃機関１は、左右のバンク２Ｌ、２Ｒに３つずつ気筒３が設けられたＶ型６気筒のガソリンエンジンとして構成されている。以下、内燃機関１をエンジンと称することもある。エンジン１においては、左バンク２Ｌの３つの気筒３によって一つの気筒群が構成され、右バンク２Ｒの３つの気筒３によって他の一つの気筒群が構成される。

エンジン１は、各気筒３の排気側にそれぞれ接続される排気通路４を備えている。排気通路４は、バンク毎に設けられた分岐部５Ｌ、５Ｒと、分岐部５Ｌ、５Ｒが合流する合流箇所から下流に延びる共通部６とを備えている。共通部６には、排気を浄化するために排気浄化手段としての排気浄化触媒７が設けられている。排気浄化触媒７としては、例えば吸蔵還元型ＮＯｘ触媒が設けられる。吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、ＮＯｘ触媒と略称することもある。）は、理論空燃比よりもリーン、すなわち酸素過剰の酸化雰囲気において排気中のＮＯｘを吸蔵し、理論空燃比よりもリッチ、すなわち燃料過剰の還元雰囲気又は理論空燃比において吸蔵したＮＯｘを放出するととともにこのＮＯｘを還元浄化する周知のものでよいため、詳細な説明は省略する。また、この吸蔵還元型ＮＯｘ触媒は、理論空燃比を含む所定の空燃比範囲内において適切に排気浄化性能を発揮する。

また、エンジン１は、燃料供給手段としての燃料供給装置１０を備えている。燃料供給装置１０は、各気筒３にそれぞれ設けられるインジェクタ１１と、燃料タンク１２とを備えている。各インジェクタ１１には、燃料タンク１２から不図示の燃料ポンプによって加圧された燃料が供給される。燃料タンク１２には、燃料のアルコール濃度に対応した信号を出力するアルコール濃度取得手段としてのアルコール濃度センサ１３が設けられている。アルコール濃度センサ１３は、例えばガソリンなどの炭化水素燃料の誘電率とアルコールとの誘電率とが異なることを利用してアルコール濃度を検出する周知のセンサが使用される。この他、アルコール濃度センサ１３は、誘電率の代わりに導電率を利用してアルコール濃度を検出するものでもよいし、アルコール濃度に応じて燃料の比重が変化することを利用してアルコール濃度を検出するものでもよい。

各インジェクタ１１の動作は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２０にてそれぞれ制御される。ＥＣＵ２０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータとして構成され、エンジン１に設けられた各種のセンサに基づいてエンジン１の運転状態を制御する周知のコンピュータユニットである。ＥＣＵ２０は、例えばエンジン１の回転数及び負荷に応じて各インジェクタ１１から噴射すべき燃料量を算出し、その算出した燃料量が各気筒３に供給されるように各インジェクタ１１の動作を制御する。このような制御を行う際に参照するセンサとして、ＥＣＵ２０には、エンジン１のクランク角に対応した信号を出力するクランク角センサ２１、排気浄化触媒７より上流の排気の空燃比に対応した信号を出力する空燃比センサ２２、及び排気浄化触媒７より下流の排気の酸素濃度に対応した信号を出力するＯ２センサ２３などが接続されている。なお、Ｏ２センサ２３は、理論空燃比を境にしてリッチ側で約１（Ｖ）、リーン側で約０（Ｖ）にそれぞれ変化する出力特性を有する周知のものでよいため詳細な説明は省略する。このような出力特性を有することにより、Ｏ２センサ２３が本発明の排気空燃比取得手段として機能する。また、ＥＣＵ２０には、アルコール濃度センサ１３が接続されている。

排気浄化触媒７として設けられているＮＯｘ触媒は、排気に含まれる硫黄酸化物（ＳＯｘ）に被毒され、その被毒が進むと浄化性能が低下する。そこで、ＮＯｘ触媒の排気浄化性能を回復させるべくＮＯｘ触媒をＮＯｘ触媒からＳ成分が放出される目標温度域に昇温するとともにＮＯｘ触媒付近の排気の空燃比を理論空燃比又は理論空燃比よりもリッチにしてＮＯｘ触媒のＳ被毒を解消するＳ再生が周期的に行われる。エンジン１におけるＳ再生は、排気中の未燃燃料を排気浄化触媒７にて燃焼させ、これにより排気浄化触媒７をＳ再生時の目標温度域に昇温して行う。このＳ再生時、ＥＣＵ２０は、左バンク２Ｌの各気筒３の空燃比が理論空燃比よりもリッチになるとともに右バンク２Ｒの各気筒３の空燃比が理論空燃比よりもリーンになるように、また排気浄化触媒７より下流の排気の空燃比が理論空燃比になるように各インジェクタ１１の動作を制御する。以降、この制御をバンク制御と呼ぶこともある。また、このように各気筒３の空燃比が制御されることにより、左バンク２Ｌが本発明の一の気筒群に、右バンク２Ｒが本発明の他の気筒群にそれぞれ相当する。

アルコール混合燃料は、そのアルコール濃度が高くなるほど発熱量が低下する。そのため、Ｓ再生時に排気浄化触媒７をＳ再生時の目標温度域に昇温するために必要な燃料量は、アルコール濃度が高いなるほど多くなる。そこで、本発明では、燃料のアルコール濃度が高いほど排気浄化触媒７に導かれる未燃燃料量が多くなるようにバンク制御時に左バンク２Ｌの各気筒３のインジェクタ１１の動作を制御する。この制御について図２を参照してより具体的に説明する。図２は、ＥＣＵ２０がバンク制御にて排気浄化触媒７のＳ再生を行うべくエンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行するＳ再生制御ルーチンを示している。この制御ルーチンを実行することにより、ＥＣＵ２０が本発明の制御手段として機能する。

図２のＳ再生制御ルーチンにおいてＥＣＵ２０は、まずステップＳ１１でエンジン１の運転状態を取得する。エンジン１の運転状態としては、例えばクランク角センサ２１の出力信号を参照してエンジン１の回転数などを取得する。続くステップＳ１２においてＥＣＵ２０は、ＮＯｘ触媒のＳ再生を実行する条件であるＳ再生条件が成立しているか否か判断する。Ｓ再生条件が成立したか否かは周知の判定方法で判定すればよく、例えば前回Ｓ再生を実行してから使用した燃料量の積算値が予め設定した判定値を超えた場合にＳ再生条件が成立したと判断する。Ｓ再生条件が不成立と判断した場合は今回の制御ルーチンを終了する。

一方、Ｓ再生制御ルーチンが成立したと判断した場合はステップＳ１３に進み、ＥＣＵ２０は制御係数に初期値を設定する。バンク制御時は、左バンク２Ｌの各気筒３の空燃比が理論空燃比よりリッチになるとともに右バンク２Ｒの各気筒３の空燃比が理論空燃比よりリーンになり、さらに排気浄化触媒７より下流の排気の空燃比が理論空燃比になるように各気筒３に供給する燃料量を調整する。この際、バンク制御時における左バンク２Ｌの各気筒３の空燃比の目標値（左バンク目標空燃比）と、右バンク２Ｒの各気筒３の空燃比の目標値（右バンク目標空燃比）とを設定し、これらの空燃比になるように各インジェクタ１１から噴射する燃料量を調整する。なお、左バンク目標空燃比の代わりに左バンク目標空燃比を理論空燃比で割った値である左バンク空気過剰率を、右バンク目標空燃比の代わりに右バンク目標空燃比を理論空燃比で割った値である右バンク空気過剰率をそれぞれ使用することもある。制御係数は、左バンク空気過剰率及び右バンク空気過剰率をそれぞれ設定するための係数であり、右バンク空気過剰率には制御係数が設定され、左バンク空気過剰率には制御係数の逆数がそれぞれ設定される。制御係数の初期値には、燃料タンク１２にガソリンのみが貯留されている場合、すなわちガソリンのみにて排気浄化触媒７のＳ再生を行う場合における右バンク空気過剰率が設定されている。この初期値は、予め実験などにより求め、ＥＣＵ２０のＲＡＭに記憶させておく。初期値としては、例えば１．２が設定される。続くステップＳ１４においてＥＣＵ２０は、アルコール濃度センサ１３の出力信号を参照して燃料タンク１２に貯留されている燃料のアルコール濃度を取得する。

次のステップＳ１５においてＥＣＵ２０は、取得したアルコール濃度に基づいて燃料にアルコールが混合されているか否か判断する。燃料にアルコールが混合されていないと判断した場合はステップＳ１６をスキップしてステップＳ１７に進む。一方、燃料にアルコールが混合されていると判断した場合はステップＳ１６に進み、ＥＣＵ２０はアルコール濃度に基づいて制御係数を修正する。上述したようにアルコール濃度が高いほどより多くの未燃燃料を排気浄化触媒７に供給する必要がある。そのため、制御係数はアルコール濃度が高いほど大きくなるように修正される。制御係数の修正は、例えばステップＳ１３で設定した制御係数に図３に一例を示したマップから算出した修正値を掛けることによって行う。図３は、アルコール濃度と修正値との関係を示している。この関係は、予め実験などにより求めてＥＣＵ２０のＲＯＭにマップとして記憶させておく。

次のステップＳ１７においてＥＣＵ２０は、制御係数に基づいて左バンク空気過剰率及び右バンク空気過剰率を設定する。上述したように左バンク空気過剰率には制御係数の逆数が、右バンク空気過剰率には制御係数が設定される。続くステップＳ１８においてＥＣＵ２０は、左バンク２Ｌの各気筒３の空燃比が左バンク目標空燃比、すなわち左バンク空気過剰率に、右バンク２Ｒの各気筒３の空燃比が右バンク目標空燃比、すなわち右バンク空気過剰率にそれぞれ調整されるように各インジェクタ１１から噴射する燃料量を調整する。すなわち、バンク制御を行って排気浄化触媒７のＳ再生を実行する。

次のステップＳ１９においてＥＣＵ３０は、Ｏ２センサ２３の出力信号を参照して排気浄化触媒７より下流の空気過剰率λが予め設定した許容範囲内か否か判断する。なお、空気過剰率λは、排気浄化触媒７より下流の排気の空燃比を理論空燃比で割った値である。許容範囲には、例えば０．９〜１．１のように１、すなわち理論空燃比を中心とした所定範囲が設定される。空気過剰率λが所定範囲内と判断した場合は今回の制御ルーチンを終了する。一方、空気過剰率λが所定範囲外と判断した場合はステップＳ２０に進み、ＥＣＵ２０は制御係数の初期値を修正し、修正した初期値をＥＣＵ２０のＲＡＭに制御係数の初期として記憶させる。その後、今回の制御ルーチンを終了する。空気過剰率λが所定範囲外の場合、バンク制御時に排気浄化触媒７より下流の排気の空燃比が理論空燃比からリーン側又はリッチ側に大きくずれていたと考えられる。すなわち、左バンク２Ｌの各気筒３の空燃比を過度にリッチ側に変更した、又はこの空燃比のリッチ側への変更が不十分であったと考えられる。そこで、例えばバンク制御時における排気浄化触媒７の下流の排気の空燃比が理論空燃比よりリッチであった場合は、初期値を小さく修正する。この修正によってバンク制御時に左バンク２Ｌの各気筒３に供給する燃料量を減少させることができる。そのため、バンク制御時における排気浄化触媒７の下流の排気の空燃比をリーン側に修正して、そのときの空気過剰率λを許容範囲内に調整できる。一方、バンク制御時における排気浄化触媒７の下流の排気の空燃比が理論空燃比よりリーンであった場合は、制御係数の初期値を大きく修正する。この場合は、バンク制御時に左バンク２Ｌの各気筒３に供給する燃料量を増加させることができるので、このバンク制御時における排気浄化触媒７の下流の排気空燃比をリッチ側に修正できる。そのため、そのときの空気過剰率λを許容範囲内に調整できる。この制御係数の初期値の修正は、例えば図４に一例を示したマップ及びバンク制御時にＯ２センサ２３の出力信号と理論空燃比との差である空気過剰率差に基づいて算出した初期値修正係数を今回使用した制御係数の初期値に掛けて行えばよい。図４に示した関係は、予め実験などにより求めてＥＣＵ２０のＲＯＭにマップとして記憶させておく。この処理を実行することにより、ＥＣＵ２０が本発明の学習手段として機能する。

図２の制御ルーチンでは、燃料のアルコール濃度が高いほど制御係数を大きくしてバンク制御時に左バンク２Ｌの各気筒３に供給する燃料量を増加させて排気浄化触媒７に導かれる未燃燃料量を増加させるので、燃料のアルコール濃度が高くても排気浄化触媒７をＳ再生時の目標温度域に昇温できる。そのため、排気浄化触媒７のＳ再生を適切に行うことができる。

図５は、Ｓ再生制御ルーチンの変形例を示している。なお、図５において図２と同一の処理には同一の参照符号を付して説明を省略する。図５の制御ルーチンにおいてステップＳ１２までは図２の制御ルーチンと同様に処理が進められる。ステップＳ１２においてＳ再生条件が成立したと判断した場合はステップＳ１３に進み、ＥＣＵ２０は制御係数に初期値を設定する。次のステップＳ３１においてＥＣＵ２０はバンク制御時間に初期値を設定する。初期値は、燃料のアルコール濃度が０、すなわちガソリンのみによって排気浄化触媒７のＳ再生を行う場合に設定されるバンク制御時間である。初期値は、予め実験又は数値計算などにより求めてＥＣＵ２０のＲＡＭに記憶させておく。

続くステップＳ１４においてＥＣＵ２０はアルコール濃度を検出し、その後ステップＳ１５において燃料タンク１２内の燃料にアルコールが混合されているか否か判断する。アルコールが混合していないと判断した場合はステップＳ３２をスキップしてステップＳ１７に進む。一方、アルコールが混合されていると判断した場合はステップＳ３２に進み、ＥＣＵ２０は燃料のアルコール濃度に応じてバンク制御時間を補正する。燃料のアルコール濃度が高いほどより多くの燃料を排気浄化触媒７に供給する必要がある。そのため、バンク制御時間は、燃料のアルコール濃度が高いほど長くなるように補正される。このバンク制御時間の補正は、例えば図６に一例を示したマップを参照して求めた時間補正係数をバンク制御時間の初期値に掛けることによって行う。次のステップＳ１７においてＥＣＵ２０は、制御係数に基づいて左バンク空気過剰率及び右バンク空気過剰率を設定する。以降、図２の制御ルーチンと同様に処理を行い、その後今回の制御ルーチンを終了する。

図５の制御ルーチンでは、燃料のアルコール濃度が高いほどバンク制御時間を長くしてより多くの燃料を排気浄化手段７に供給するので、排気浄化触媒７の温度をＳ再生時の目標温度に制御することができる。そのため、排気浄化触媒７のＳ再生を行い、Ｓ被毒による浄化性能の低下を抑制できる。

本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明の制御装置が適用されるエンジンは、Ｖ型エンジンに限定されない。本発明は、アルコール混合燃料を使用可能であるとともに複数の気筒群を有し、これらの気筒群のいずれか一つの気筒群から排出される排気の空燃比を理論空燃比よりリッチにし、他の気筒群から排出される排気の空燃比を理論空燃比よりリーンにして排気浄化触媒の機能再生を行う種々のエンジンに適用できる。また、本発明が適用される内燃機関は、気筒内に燃料を直接噴射するいわゆる直噴式の内燃機関に限定されない。吸気ポートに燃料を噴射するいわゆるポート噴射式の内燃機関に本発明を適用してもよい。

排気浄化手段は吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に限定されない。例えば、排気浄化手段として排気中のＰＭを捕集するパティキュレートフィルタを備えた内燃機関に本発明を適用してもよい。また、排気浄化手段として吸蔵還元型ＮＯｘ触媒が担持されたパティキュレートフィルタを備えた内燃機関に本発明を適用してもよい。このような内燃機関においては、パティキュレートフィルタの温度をＰＭが酸化除去される温度まで上昇させて捕集したＰＭを燃焼させ、排気浄化性能を回復させるＰＭ再生を周期的に行う。このＰＭ再生時におけるパティキュレートフィルタの昇温を上述した形態のＳ再生と同様にバンク制御によって行うものでは、燃料のアルコール濃度に応じてパティキュレートフィルタに供給すべき燃料量を変更してもよい。このように供給すべき燃料量を調整することにより、燃料のアルコール濃度が変化して燃料の単位重量当たりの発熱量が変化してもパティキュレートフィルタをＰＭ再生時の目標温度に上昇させることができる。

さらに、本発明は排気浄化手段として三元触媒を備えた内燃機関に適用してもよい。排気中のＰＭが三元触媒に付着するとそのＰＭによって三元触媒の排気浄化性能が低下するため、三元触媒の温度をＰＭが酸化除去される温度まで周期的に昇温することがある。そのため、このような内燃機関に本発明を適用することにより、燃料のアルコール濃度が変化しても三元触媒をＰＭが酸化除去される温度まで昇温することができる。

上述した実施形態では、バンク毎に空燃比を異ならせる例を示したが、各バンクの一部の気筒と残りの気筒で空燃比をそれぞれ異ならせたり、バンクに関係なく一部の気筒と残りの気筒で空燃比を異ならせても同様の効果が得られる。

本発明の一形態に係る制御装置が組み込まれた内燃機関を示す図。図１のＥＣＵが実行するＳ再生制御ルーチンを示すフローチャート。アルコール濃度と修正値との関係の一例を示す図。空気過剰率差と初期値修正係数との関係の一例を示す図。Ｓ再生制御ルーチンの変形例を示すフローチャート。燃料のアルコール濃度とバンク制御時間との関係の一例を示す図。

符号の説明

１内燃機関
２Ｌ一の気筒群
２Ｒ他の気筒群
４排気通路
５Ｌ、５Ｒ分岐部
６共通部
７排気浄化触媒（排気浄化手段）
１０燃料供給装置（燃料供給手段）
１３アルコール濃度センサ（アルコール濃度取得手段）
２０エンジンコントロールユニット（制御手段、学習手段）

Claims

複数の気筒群と、気筒群毎に設けられる分岐部及びこれら複数の分岐部の合流箇所から下流に延びる共通部を有する排気通路と、前記共通部に設けられる再生式の排気浄化手段と、前記複数の気筒群の各気筒にそれぞれ燃料を供給する燃料供給手段と、前記排気浄化手段に対して再生処理を実行すべく前記複数の気筒群のうちの一の気筒群を構成する各気筒の空燃比を理論空燃比よりもリッチにするとともに前記複数の気筒群のうちの他の気筒群を構成する各気筒の空燃比を理論空燃比よりもリーンにするバンク制御が行われるように前記燃料供給手段を制御する制御手段と、を備えた内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関はアルコールを含有するアルコール混合燃料を使用可能であり、
前記燃料供給手段から供給される燃料のアルコール濃度を取得するアルコール濃度取得手段を備え、
前記制御手段は、前記アルコール濃度取得手段により取得されたアルコール濃度に基づいて前記バンク制御時に前記排気浄化手段に導かれる未燃燃料量が調整されるように前記燃料供給手段を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
前記制御手段は、前記アルコール濃度取得手段により取得されたアルコール濃度が高いほど前記バンク制御時に前記排気浄化手段に導かれる未燃燃料量が増加するように前記燃料供給手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
前記制御手段は、前記アルコール濃度取得手段により取得されたアルコール濃度に基づいて前記バンク制御時に前記一の気筒群の各気筒に供給される燃料量が補正されるように前記燃料供給手段を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
前記制御手段は、前記アルコール濃度取得手段により取得されたアルコール濃度が高いほど前記バンク制御時に前記一の気筒群の各気筒に供給する燃料量が増加するように前記燃料供給手段を制御することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
前記制御手段は、前記アルコール濃度取得手段により取得されたアルコール濃度に基づいて前記バンク制御を行う制御実行時間が変更されるように前記燃料供給手段を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
前記制御手段は、前記アルコール濃度取得手段により取得されたアルコール濃度が高いほど前記制御実行時間が長くなるように前記燃料供給手段を制御することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
前記排気浄化手段は、理論空燃比を含む所定の空燃比範囲内において浄化性能を適切に発揮し、
前記制御手段は、前記バンク制御時に前記一の気筒群の各気筒及び前記他の気筒群の各気筒への燃料供給量をそれぞれ調整して前記排気浄化手段より下流の排気の空燃比が理論空燃比になるように前記燃料供給手段を制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
前記排気浄化手段より下流の排気の空燃比を取得する排気空燃比取得手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記バンク制御時に前記排気空燃比取得手段が取得した排気の空燃比と理論空燃比との差に基づいて前記バンク制御時に前記一の気筒群の各気筒及び前記他の気筒群の各気筒にそれぞれ供給すべき燃料量を修正する学習手段を備えていることを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の制御装置。
前記排気浄化手段は、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
前記排気浄化手段は、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタ手段であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
前記フィルタ手段には、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒が担持されていることを特徴とする請求項１０に記載の内燃機関の制御装置。
前記排気浄化手段は、三元触媒であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。